제올라이트 촉매표면에서의 방향족화합물 양이온 라디칼 생성

Abstract

$400\,^\circ\!C$ 이상의 온도에서 6시간 이상 가열하여 활성화시킨 H형의 모더나이트 촉매에 진공중에서 benezene을 상온에서 흡착시키면 g값이 2.0025, 초미세구조상수 2 G, 스펙트럼의 폭이 약40 G, spin density가 $10^{16}$ spins/g 단위인 benzene 양이온라디칼의 스펙트럼을 얻었다. Benzene 양이온라디칼의 예상되는 초미세구조상수 4.4 G에 비해 실제 스펙트럼에서 2 G가 되는 이유는 benzene이 흡착하여 양이 온라디칼이 된 다음 곧 2량화하여 benzene양이온라디칼의 2 량체가 되고 이 2 량체의 초미세구조상수는 2 G 가 될 수 있기 때문이다. 활성화 시간과 온도가 증가할수록 얻은 스펙트럼의 spin density가 증가하는 것은 히드록실기가 떨어져 생긴 배위수3인 알루미늄이 라디칼 생성에 간접적으로 기여하기 때문이라 생각되며, 아주 높은 활성화온도나 긴 활성화시간에 대해서 spin density가 감소하는 이유는 고온에서 구조의 결함이 생겨 제올라이트의 특성을 잃기 때문이다. 방향족화합물의 양이온라디칼 생성원인은 촉매표면에서 생기는 산소 종라디칼 $O^-$ 가 benzene으로부터 전자를 취하여 격자산소로 되는 데 있다고 추측된다.